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碳纖維復合材料在風力機葉片中的技術應用

[作者:不詳] [日期:09-10-28 16:49:58] [熱度:]

[導讀:]雖然碳纖維復合材料的性能大大優于玻璃纖維復合材料,但價格昂貴,是玻璃纖維的10倍,不太高的性價比影響了它在風力發電上的大范圍應用。因此,全球各大復合材料公司正在從原材料、工藝技術、質量控制等各方面深入研究,以求降低成本。VESTAS的V-90型風力機容量為3.0MW..

碳纖維復合材料在風力機葉片中的技術應用

 

據了解,隨著發電單機功率的增大,要求葉片長度不斷增加。對葉片來講,剛度也是一個十分重要的指標。始于上世紀末的相關研究表明,碳纖維合成材料具有出眾的抗疲勞特性,當與樹脂材料混合時,則成為了風力機適應惡劣氣候條件的最佳材料之一,碳纖維復合材料葉片剛度是玻璃鋼復合葉片的兩至三倍。GE風能的葉片工程全球經理Ramesh Gopalakrishnan說,設計師們在尋找輕質高強度材料時,選中了碳纖維。
    雖然碳纖維復合材料的性能大大優于玻璃纖維復合材料,但價格昂貴,是玻璃纖維的10倍,不太高的性價比影響了它在風力發電上的大范圍應用。因此,全球各大復合材料公司正在從原材料、工藝技術、質量控制等各方面深入研究,以求降低成本。VESTAS的V-90型風力機容量為3.0MW,葉片長44m,其樣品試驗采用了碳纖維制造;GAMESA在其直徑為87米、90米葉輪的葉片制造中包含了碳纖維;NEG Micon正在制造碳纖維增強環氧樹脂的40米葉片;這三家公司的碳纖維都采購自St.Louis-based Zoltek公司。德國葉片制造廠家Nordex Rotor開發了56m長的碳纖維葉片,他們認為葉片超過一定尺寸后,碳纖維葉片的制作成本并不比玻纖的高。

    LM公司在《2004全球碳纖維展望》的報告中指出:在風力機葉片中采用碳纖維,應注意它和玻璃纖維混合時所增加的重量;應用于葉片設計時樣品測試的可靠性不夠高,須加大測試的覆蓋面;加工精度要求高;由于是半導電材料須規避雷電來襲對葉片的損傷。目前大規模安裝的2.5-3.5MW機組采用了輕質、高性能的玻璃纖維葉片,設計可靠,市場競爭力強,下一代5-10MW風力機的設計將更多的采用碳纖維

 

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